第九章-金屬壓力加工----第三節(jié)-板料沖壓.ppt

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1,第三節(jié) 板料沖壓,常見沖壓材料---低碳鋼、銅合金、鋁合金及高塑性合金鋼。非金屬材料如橡膠、皮革、毛氈、硬紙板等。,板料沖壓---- 利用裝在壓力機(jī)上的沖模，使板料產(chǎn) 生分離或變形的加工方法。,加工范圍---- 冷態(tài)下＜8毫米： 冷沖壓 熱態(tài)沖壓＞8--10毫米： 熱沖壓,沖壓常用設(shè)備---- 剪床和沖床 剪床為沖床備料，將板料切成條料； 而沖壓加工主要在各類沖床上進(jìn)行。,2,沖 床,剪 床,數(shù)控鈑金中心,3,圖：典型的沖壓件,4,板料沖壓具有如下特點(diǎn)：,（3）沖壓件尺寸精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好， 一般不在進(jìn)行切削加工； （4）沖壓生產(chǎn)操作簡單，生產(chǎn)率高，便于機(jī)械 化和自動(dòng)化。,（1）要求板料具有足夠的塑性，較低的變形抗力； （2）板料經(jīng)塑性變形產(chǎn)生冷變形強(qiáng)化作用，具有 結(jié)構(gòu)輕，強(qiáng)度硬度較高的優(yōu)點(diǎn)；,（5）但沖壓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，制造費(fèi)用 高，適于大批量生產(chǎn)。,5,一、板料沖壓的基本工序,6,變形工序（拉深）,分離工序（沖孔）,7,----使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序； 如：剪切、落料、沖孔和修整等工序,1、分離工序,（1）剪切,圖：剪切示意圖,----是使板料沿直線或不封閉輪廓相互分離的工序；,備料工序 設(shè)備為剪床,8,（ 2 ） 落料及沖孔（沖裁）,落料：使坯料按封閉輪廓分離的一種工序，被分離的材料成為工件，周邊為廢料。 沖孔：使坯料按封閉輪廓分離的一種工序，被分離的材料成為廢料，周邊為成品。,9,落料變形過程分為以下三個(gè)階段：,彈性變形階段,圓角帶是在沖裁變形開始時(shí)，由于金屬纖維的彎曲與拉伸所形成。,光亮帶是由于金屬擠入凹模內(nèi)產(chǎn)生擠壓變形所引起的。,斷裂帶是金屬層被拉斷的結(jié)果。,10,11,影響沖裁件的主要因素： 凸凹模間隙、刃口的鋒利程度及沖裁力。,12,13,沖裁件的排樣 合理排樣可提高材料利用率。,沖壓件排樣方式（有接邊和無接邊）,14,正確選擇合理的間隙值對(duì)沖裁生產(chǎn)是至關(guān)重要的。 當(dāng)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí)： 應(yīng)選取較小的間隙值； C=（0.06-0.12）δ 對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量無嚴(yán)格要求時(shí)： 應(yīng)盡可能加大間隙，以利于提高沖模壽命。,15,落料件：尺寸取決于凹模刃口的尺寸。 設(shè)計(jì)時(shí)，取凹模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后根據(jù)凸凹模間隙Z值 確定凸模尺寸（用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙值）。,沖孔件：尺寸取決于凸模刃口尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)，取凸模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后根據(jù)凸凹模間隙Z值確定凹模尺寸（用擴(kuò)大凹模刃口尺寸來保證間隙值）。,沖孔：凸模為準(zhǔn) d孔 = d凸 d 凹= d孔 + Z 落料：凹模為準(zhǔn) d落料= d 凹 d凸 =d落料-Z,沖裁凸、凹模刃口尺寸確定：,16,（3）修整 修整---利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，以切掉普通沖裁時(shí)在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺。其目的 在于提高沖裁 件的尺寸精度 和降低表面粗 糙度。,17,思考題,用φ50沖孔模具來生產(chǎn)φ50落料件能否保證沖壓件的精度？為什么？,答：不能保證沖壓件的精度，落料件的直徑大于50mm。 因?yàn)榘寄５某叽鐩Q定落料件尺寸，此題中使用的凸模直徑為50mm，而凹模的直徑為50+Z mm（Z為凸凹模之間的間隙），所以落料件的直徑大于50mm。,18,2 變形工序,----使坯料的一部分相對(duì)另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。包括拉深、彎曲、翻邊、成形等工序。,（1）拉深,拉深是將平板坯料放在凹模上，沖頭推壓金屬料通過凹模形成開口中空工件的過程。,,19,在凸模作用下，板料產(chǎn)生塑性變形，被拉入凸模和凹模的間隙中，使坯料直徑縮小高度增加，形成開口中空零件。,1)、拉深過程,20,2)、拉深中的廢品,拉穿：一般出現(xiàn)在直壁與底部的過渡圓角處。,起皺：坯料邊緣在切線方向受到壓縮，產(chǎn)生波浪變形，導(dǎo)致起皺。,21,3)、拉深工藝要求,,凸、凹模均無鋒利刃口，而有圓角；（沖裁模有刃 口，無圓角） r凸 ≤ r凹 = (5~15) S S為板厚,凸、凹模間隙 Z= (1.1~1.2)S，比沖裁Z= (0.06-0.12)S 大,采用壓邊圈，防止折皺，造成廢品； 一般 （板厚S / 直徑D）×100 2 不用 （板厚S / 直徑D）×1001.5 必須用壓邊圈。,注意施加潤滑劑，↓拉深阻力；,拉深系數(shù)m不能太小，變形程度太大采用多次拉深；,22,拉深系數(shù)： m,m = d 件/ D料,m1 ＜m2 ＜ m3 ,變形越來越小；中途安排中間退火提高坯料塑性。,m↓，變形程度↑， 一般m = 0.5~0.8 ∴m ＜ 0.5 ，要多次拉深。,多次拉深的總拉深系數(shù)等于的各次拉深的乘積。,23,防止起皺的措施：壓邊圈,一般 （板厚S / 直徑D）×100 2 不用壓邊圈 （板厚S / 直徑D）×1001.5 必須用壓邊圈,中空零件還可采用旋壓方式生產(chǎn):不需復(fù)雜的沖模，變 形力小，生產(chǎn)率低。,圖：有壓邊圈的拉深示意圖,24,用φ250×1.5板料能否一次拉深直徑為φ50的拉深件？應(yīng)采取哪些措施才能保證正常生產(chǎn)？,思考題,答：因?yàn)椋? （m為拉深系數(shù)） 所以此件不能一次拉深成形。 應(yīng)采取的措施是： ①多次拉深（可安排4~5次）； ②多次拉深后，對(duì)工件進(jìn)行退火處理，保證足夠的塑性； ③加潤滑劑，來減少摩擦阻力。,25,---是坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定曲率或角度的工序。,彎曲變形程度與彎曲半徑r有關(guān)，r↓，變形程度↑,（2） 彎曲,板料越厚，內(nèi)彎曲半徑r越小，則拉、壓應(yīng)力越大，越容易彎裂。,26,★ 彎曲工藝要求：,1、彎曲半徑r要適當(dāng)；r ≥ rmin （材料最小彎曲半徑 ） rmin = 0.25~1 S S板厚； 塑性↑， r可↓,27,2、彎曲時(shí)應(yīng)使彎曲線⊥纖維方向；即拉應(yīng)力與板料內(nèi)部的鍛造流線的方向一致。,彎曲完，彈性變形要恢復(fù)，工件彎曲角度略有增大，這種現(xiàn)象稱為回彈現(xiàn)象。 回彈角約為 00～100 。 ∴設(shè)計(jì)彎曲模時(shí)，模具角度應(yīng)小于一個(gè)回彈角。,3、 考慮回彈現(xiàn)象,28,(3) 成形（脹形） ---利用局部變形使坯料或使半成品改變形狀的工序，主要用于制造剛性的筋條或增大半成品的部分內(nèi)徑等。,29,---是在帶孔的平坯料上用擴(kuò)孔的方法獲得凸緣的工序。,在進(jìn)行翻邊工序時(shí)，如果翻邊孔的直徑超過允許值， 會(huì)使孔的邊緣造成破裂。,(4) 翻邊,其允許值用翻邊系數(shù)KO來衡量即:,KO ＝do／d,翻邊簡圖,30,二、 沖模簡介,31,1、簡單沖模,沖床滑塊在一次沖程內(nèi)只能完成一個(gè)工序。,32,沖床滑塊在一次沖程內(nèi)，在不同工位可完成多個(gè)工序。,2、連續(xù)沖模,33,3、復(fù)合沖模,沖床滑塊在一次沖程內(nèi)，在同一工位上可以完成兩個(gè)以上多個(gè)工序。,34,三、 沖壓件的構(gòu)造工藝性,1、沖壓件的形狀要求,沖壓件盡量簡單、對(duì)稱；排樣要合理；交接面圓弧過渡。,沖裁時(shí)盡量避免窄而長結(jié)構(gòu)，否則模具制造困難，且壽命短；,35,對(duì)于形狀復(fù)雜的沖壓件，先分別沖制若干簡單件，然后焊接成復(fù)雜件，以簡化沖壓工藝，降低成本。,采用沖口工藝，以減少組合件數(shù)量，節(jié)省材料和簡化工藝過程。,36,2、沖壓件的尺寸要求,1）孔的最小直徑為0.7~1 δ ，孔孔間距離要大于δ；,2）彎曲時(shí)為防止孔邊變形，應(yīng)使零件的彎曲半徑中心到孔邊緣距離L(1.5~2) δ；,3) 彎曲邊的長度 H2 δ ；太小時(shí)可先留余量后切除,37,4）拉深件最小允許半徑如右下圖所示。,3、沖壓件的精度要求：,